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Application of the coupled local minimizers method to the optimization problem in the spectral analysis of surface waves method / Degrande, Geert in Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, Vol. 134 N°10 (Octobre 2008) 

Public ISBD [article]  in Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering > Vol. 134 N°10 (Octobre 2008) . - pp. 1541–1553 Titre : Application of the coupled local minimizers method to the optimization problem in the spectral analysis of surface waves method Type de document : texte imprimé Auteurs : Degrande, Geert, Auteur ; Sayed Ali Badsar, Auteur ; Geert Lombaert, Auteur Année de publication : 2008 Article en page(s) : pp. 1541–1553 Note générale : Geotechnical and geoenvironmental engineering Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Shear  waves  Layered  soils  Optimization  Velocity  Half  space Résumé : The spectral analysis of surface waves (SASW) method aims to determine the small strain dynamic soil characteristics of shallow soil layers. The method involves an in situ experiment, the determination of an experimental dispersion curve, and the solution of an inverse problem, formulated as a nonlinear least squares problem. The latter is usually solved with a gradient-based local optimization method, which converges fast, but does not guarantee to find the global minimum of the objective function. The method of coupled local minimizers (CLM) combines the advantage of gradient-based local algorithms with the global approach of genetic algorithms. A cooperative search mechanism is set up by simultaneously performing a number of local optimization runs that are coupled by pairs of synchronization constraints. A synthetic example with two design variables (the shear wave velocity of two top layers of a layered half-space consisting of three layers on a half-space), demonstrates that the CLM method succeeds in finding the global minimum of an objective function with multiple minima and can successfully be used to solve the inverse problem in the SASW method. This is further illustrated by a complete inversion of the shear wave velocity profile accounting for seven design variables (the thickness and shear wave velocity of the three layers and the shear wave velocity of the underlying half-space). The inversion algorithm based on the CLM method is subsequently applied to invert the experimental dispersion curve derived from in situ data collected at a test site in Saluggia, Italy, consisting mainly of alluvial sediments. Up to a depth of about 25m , the results show a reasonably good correspondence with crosshole test results. En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%291090-0241%282008%29134%3A10%281 [...] [article] Application of the coupled local minimizers method to the optimization problem in the spectral analysis of surface waves method [texte imprimé] / Degrande, Geert, Auteur ; Sayed Ali Badsar, Auteur ; Geert Lombaert, Auteur . - 2008 . - pp. 1541–1553. Geotechnical and geoenvironmental engineering Langues : Anglais (eng) in Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering > Vol. 134 N°10 (Octobre 2008) . - pp. 1541–1553 Mots-clés : Shear  waves  Layered  soils  Optimization  Velocity  Half  space Résumé : The spectral analysis of surface waves (SASW) method aims to determine the small strain dynamic soil characteristics of shallow soil layers. The method involves an in situ experiment, the determination of an experimental dispersion curve, and the solution of an inverse problem, formulated as a nonlinear least squares problem. The latter is usually solved with a gradient-based local optimization method, which converges fast, but does not guarantee to find the global minimum of the objective function. The method of coupled local minimizers (CLM) combines the advantage of gradient-based local algorithms with the global approach of genetic algorithms. A cooperative search mechanism is set up by simultaneously performing a number of local optimization runs that are coupled by pairs of synchronization constraints. A synthetic example with two design variables (the shear wave velocity of two top layers of a layered half-space consisting of three layers on a half-space), demonstrates that the CLM method succeeds in finding the global minimum of an objective function with multiple minima and can successfully be used to solve the inverse problem in the SASW method. This is further illustrated by a complete inversion of the shear wave velocity profile accounting for seven design variables (the thickness and shear wave velocity of the three layers and the shear wave velocity of the underlying half-space). The inversion algorithm based on the CLM method is subsequently applied to invert the experimental dispersion curve derived from in situ data collected at a test site in Saluggia, Italy, consisting mainly of alluvial sediments. Up to a depth of about 25m , the results show a reasonably good correspondence with crosshole test results. En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%291090-0241%282008%29134%3A10%281 [...]

Determination of the material damping ratio with the bender element test / Lutz Karl in Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, Vol. 134 n°12 (Décembre 2008) 

Public ISBD [article]  in Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering > Vol. 134 n°12 (Décembre 2008) . - pp. 1743–1756 Titre : Determination of the material damping ratio with the bender element test Type de document : texte imprimé Auteurs : Lutz Karl, Auteur ; Haegeman, Wim, Auteur ; Degrande, Geert, Auteur Année de publication : 2009 Article en page(s) : pp. 1743–1756 Note générale : Geotechnical and geoenvironmental engineering Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Damping  Wave  attenuation  Wave  velocity  Seismic  effects  Vibration  Wave  attenuation  Traffic Résumé : The bender element test has shown to be a reliable tool to determine the shear wave velocity. This paper aims to extend the bender element technique to also measure the material damping ratio in a triaxial cell. Three different interpretation techniques are developed for this purpose. The first technique uses a modal test of a cylindrical soil specimen in a triaxial cell, the second approach uses multiple arrivals of a bender element signal, and third, a self-correcting method using different travel paths is presented. These methods are applied on test results on undisturbed samples of a silt and a heavily overconsolidated clay, and show promising results for the assessment of the material damping ratio. En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%291090-0241%282008%29134%3A12%281 [...] [article] Determination of the material damping ratio with the bender element test [texte imprimé] / Lutz Karl, Auteur ; Haegeman, Wim, Auteur ; Degrande, Geert, Auteur . - 2009 . - pp. 1743–1756. Geotechnical and geoenvironmental engineering Langues : Anglais (eng) in Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering > Vol. 134 n°12 (Décembre 2008) . - pp. 1743–1756 Mots-clés : Damping  Wave  attenuation  Wave  velocity  Seismic  effects  Vibration  Wave  attenuation  Traffic Résumé : The bender element test has shown to be a reliable tool to determine the shear wave velocity. This paper aims to extend the bender element technique to also measure the material damping ratio in a triaxial cell. Three different interpretation techniques are developed for this purpose. The first technique uses a modal test of a cylindrical soil specimen in a triaxial cell, the second approach uses multiple arrivals of a bender element signal, and third, a self-correcting method using different travel paths is presented. These methods are applied on test results on undisturbed samples of a silt and a heavily overconsolidated clay, and show promising results for the assessment of the material damping ratio. En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%291090-0241%282008%29134%3A12%281 [...]

Validation of a Source-Receiver Model for Road Traffic-Induced Vibrations in Buildings. I: Source Model / Pyl, Lincy in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°12 (Decembre 2004)

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°12 (Decembre 2004) . - 1377-1393 p. Titre : Validation of a Source-Receiver Model for Road Traffic-Induced Vibrations in Buildings. I: Source Model Titre original : Validation d'un Modèle de Source-Récepteur pour des Vibrations Trafic-Induites par Route dans les Bâtiments. I : Modèle de Source Type de document : texte imprimé Auteurs : Pyl, Lincy, Auteur ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique ; Haegeman, Wim ; Geert Lombaert ; Degrande, Geert, Auteur Article en page(s) : 1377-1393 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Vibration  Buildings  Numerical  models  Vehicle  impacts  Traffic  Soil-structure  interaction  Bâtiments  Modèles  numériques  Impacts  de  véhicule  Trafic  Interaction  de  Sol-structure Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : This work focuses on the coupling of a validated source model for free field traffic-induced vibrations to a receiver model that enables one to predict the response of buildings, accounting for dynamic soil–structure interaction. The resulting model is validated by means of in situ measurements, that have been performed in and around a single-family dwelling during the passage of a truck with known characteristics at speeds between 23 km/h and 58 km/h on joints between plates of the concrete pavement and on a plywood unevenness installed on the road. Simultaneous vibration measurements have been performed with a mobile data acquisition system on the truck’s axles. The objective of part I of this paper is to present the validation of the source model. The characteristics of the vehicle and the road unevenness are discussed, and the vehicle response is validated. The response is independent of the vehicle speed for the passage on the joints, whereas, for the passage on the plywood unevenness, the vibrations increase with the vehicle speed. The dynamic road.soil interaction problem is subsequently solved. Special consideration is given to the determination of the dynamic soil characteristics using the spectral analysis surface wave and seismic cone penetration test methods and to the validation of the transfer functions in the soil. The free-field incident wave field is finally validated. This incident wave field is used in part II of the paper to predict and validate the response of the single family dwelling. Ce travail se concentre sur l'accouplement d'un modèle validé de source pour des vibrations induites par trafic libre de champ à un modèle de récepteur qui permet de prévoir la réponse des bâtiments, expliquant l'interaction dynamique de structure de sol. Le modèle résultant est validé au moyen de mesures in situ, cela ont été exécutés dans et autour d'un logement unifamilial pendant le passage d'un camion avec des caractéristiques connues aux vitesses entre 23 km/h et 58 km/h sur des joints entre les plats du revêtement bétonné et sur une inégalité de contre-plaqué installée sur la route. Des mesures de vibration simultanées ont été effectuées avec un système d'acquisition de données mobile sur les axes du camion. L'objectif de la partie I de cet article est de présent la validation du modèle de source. Les caractéristiques du véhicule et de l'inégalité de route sont discutées, et la réponse de véhicule est validée. La réponse est indépendant de la vitesse de véhicule pour le passage sur les joints, tandis que, pour le passage sur l'inégalité de contre-plaqué, les vibrations augmentent avec la vitesse de véhicule. Le problème dynamique d'interaction de route-sol est plus tard résolu. L'attention spéciale à la détermination des caractéristiques dynamiques de sol en utilisant la vague de surface d'analyse spectrale et les méthodes séismiques d'essai de pénétration de cône et à la validation des fonctions de transfert dans le sol. Le champ libre de vague d'incident de champ est finalement validé. Ce champ de vague d'incident est employé dans la partie II du papier pour prévoir et valider la réponse du logement unifamilial. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 [article] Validation of a Source-Receiver Model for Road Traffic-Induced Vibrations in Buildings. I: Source Model = Validation d'un Modèle de Source-Récepteur pour des Vibrations Trafic-Induites par Route dans les Bâtiments. I : Modèle de Source [texte imprimé] / Pyl, Lincy, Auteur ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique ; Haegeman, Wim ; Geert Lombaert ; Degrande, Geert, Auteur . - 1377-1393 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°12 (Decembre 2004) . - 1377-1393 p. Mots-clés : Vibration  Buildings  Numerical  models  Vehicle  impacts  Traffic  Soil-structure  interaction  Bâtiments  Modèles  numériques  Impacts  de  véhicule  Trafic  Interaction  de  Sol-structure Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : This work focuses on the coupling of a validated source model for free field traffic-induced vibrations to a receiver model that enables one to predict the response of buildings, accounting for dynamic soil–structure interaction. The resulting model is validated by means of in situ measurements, that have been performed in and around a single-family dwelling during the passage of a truck with known characteristics at speeds between 23 km/h and 58 km/h on joints between plates of the concrete pavement and on a plywood unevenness installed on the road. Simultaneous vibration measurements have been performed with a mobile data acquisition system on the truck’s axles. The objective of part I of this paper is to present the validation of the source model. The characteristics of the vehicle and the road unevenness are discussed, and the vehicle response is validated. The response is independent of the vehicle speed for the passage on the joints, whereas, for the passage on the plywood unevenness, the vibrations increase with the vehicle speed. The dynamic road.soil interaction problem is subsequently solved. Special consideration is given to the determination of the dynamic soil characteristics using the spectral analysis surface wave and seismic cone penetration test methods and to the validation of the transfer functions in the soil. The free-field incident wave field is finally validated. This incident wave field is used in part II of the paper to predict and validate the response of the single family dwelling. Ce travail se concentre sur l'accouplement d'un modèle validé de source pour des vibrations induites par trafic libre de champ à un modèle de récepteur qui permet de prévoir la réponse des bâtiments, expliquant l'interaction dynamique de structure de sol. Le modèle résultant est validé au moyen de mesures in situ, cela ont été exécutés dans et autour d'un logement unifamilial pendant le passage d'un camion avec des caractéristiques connues aux vitesses entre 23 km/h et 58 km/h sur des joints entre les plats du revêtement bétonné et sur une inégalité de contre-plaqué installée sur la route. Des mesures de vibration simultanées ont été effectuées avec un système d'acquisition de données mobile sur les axes du camion. L'objectif de la partie I de cet article est de présent la validation du modèle de source. Les caractéristiques du véhicule et de l'inégalité de route sont discutées, et la réponse de véhicule est validée. La réponse est indépendant de la vitesse de véhicule pour le passage sur les joints, tandis que, pour le passage sur l'inégalité de contre-plaqué, les vibrations augmentent avec la vitesse de véhicule. Le problème dynamique d'interaction de route-sol est plus tard résolu. L'attention spéciale à la détermination des caractéristiques dynamiques de sol en utilisant la vague de surface d'analyse spectrale et les méthodes séismiques d'essai de pénétration de cône et à la validation des fonctions de transfert dans le sol. Le champ libre de vague d'incident de champ est finalement validé. Ce champ de vague d'incident est employé dans la partie II du papier pour prévoir et valider la réponse du logement unifamilial. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399

Validation of a Source-Receiver Model for Road Traffic-Induced Vibrations in Buildings. II: Receiver Model / Pyl, Lincy in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°12 (Decembre 2004)

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°12 (Decembre 2004) . - 1394-1406 p. Titre : Validation of a Source-Receiver Model for Road Traffic-Induced Vibrations in Buildings. II: Receiver Model Titre original : Validation d'un Modèle de Récepteur de Source pour des Vibrations Induites du Trafic de Route dans les Bâtiments. II : Modèle de Récepteur Type de document : texte imprimé Auteurs : Pyl, Lincy, Auteur ; Degrande, Geert, Auteur ; Clouteau, Didier ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique Article en page(s) : 1394-1406 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Vibration  Vehicles  Traffic  Buildings  Numerical  models  Soil-structure  interaction  Models  Véhicules  Le  trafic  Bâtiments  Modèles  numériques  Interaction  de  Sol-structure  Modèles Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : The objective of part II of this paper is to couple the validated source model for free-field traffic-induced vibrations, which has been presented in part I of the paper, to a receiver model that incorporates the structure and accounts for dynamic soil–structure interaction. The incident wave field is applied to the structure and the response is calculated using a subdomain formulation for dynamic soil–structure interaction. A finite element method is applied to the structure, while the unbounded soil domain is calculated with a boundary element method using the Green’s functions of a homogeneous or a layered half-space. The results of elaborate in situ experiments in and around a single family dwelling during the passage of a truck on joints in a concrete pavement and on a plywood unevenness, are used for the validation of the numerical prediction model. The predicted structural response during the passage of a truck at a speed v=50 km/h is compared with the experimental results. The agreement between the numerical and the experimental results is very good for the passage on the plywood unevenness and satisfactory for the passage on the joints between the concrete plates. L'objectif de la partie II de cet article est de coupler le modèle validé de source pour des vibrations induites par trafic libre de champ, qui a été présenté dans la partie I du papier, à un modèle de récepteur qui incorpore la structure et explique l'interaction dynamique de structure de sol. Le champ de vague d'incident est appliqué à la structure et la réponse est calculée en utilisant une formulation secondaire de domaine pour l'interaction dynamique de structure de sol. Une méthode d'élément fini est appliquée à la structure, alors que le domaine illimité de sol est calculé avec une méthode d'élément de frontière en utilisant les fonctions de Green d'un demi-espace homogène ou posé. Les résultats des expériences in situ raffinées dans et autour d'un logement unifamilial pendant le passage d'un camion sur des joints dans un revêtement bétonné et sur une inégalité de contre-plaqué, sont employés pour la validation du modèle numérique de prévision. La réponse structurale prévue pendant le passage d'un camion à km/h de la vitesse v=50 est comparée aux résultats expérimentaux. L'accord entre les résultats numériques et expérimentaux est très bon pour le passage sur l'inégalité de contre-plaqué et satisfaisant pour le passage sur les joints entre les plats concrets. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 [article] Validation of a Source-Receiver Model for Road Traffic-Induced Vibrations in Buildings. II: Receiver Model = Validation d'un Modèle de Récepteur de Source pour des Vibrations Induites du Trafic de Route dans les Bâtiments. II : Modèle de Récepteur [texte imprimé] / Pyl, Lincy, Auteur ; Degrande, Geert, Auteur ; Clouteau, Didier ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique . - 1394-1406 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°12 (Decembre 2004) . - 1394-1406 p. Mots-clés : Vibration  Vehicles  Traffic  Buildings  Numerical  models  Soil-structure  interaction  Models  Véhicules  Le  trafic  Bâtiments  Modèles  numériques  Interaction  de  Sol-structure  Modèles Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : The objective of part II of this paper is to couple the validated source model for free-field traffic-induced vibrations, which has been presented in part I of the paper, to a receiver model that incorporates the structure and accounts for dynamic soil–structure interaction. The incident wave field is applied to the structure and the response is calculated using a subdomain formulation for dynamic soil–structure interaction. A finite element method is applied to the structure, while the unbounded soil domain is calculated with a boundary element method using the Green’s functions of a homogeneous or a layered half-space. The results of elaborate in situ experiments in and around a single family dwelling during the passage of a truck on joints in a concrete pavement and on a plywood unevenness, are used for the validation of the numerical prediction model. The predicted structural response during the passage of a truck at a speed v=50 km/h is compared with the experimental results. The agreement between the numerical and the experimental results is very good for the passage on the plywood unevenness and satisfactory for the passage on the joints between the concrete plates. L'objectif de la partie II de cet article est de coupler le modèle validé de source pour des vibrations induites par trafic libre de champ, qui a été présenté dans la partie I du papier, à un modèle de récepteur qui incorpore la structure et explique l'interaction dynamique de structure de sol. Le champ de vague d'incident est appliqué à la structure et la réponse est calculée en utilisant une formulation secondaire de domaine pour l'interaction dynamique de structure de sol. Une méthode d'élément fini est appliquée à la structure, alors que le domaine illimité de sol est calculé avec une méthode d'élément de frontière en utilisant les fonctions de Green d'un demi-espace homogène ou posé. Les résultats des expériences in situ raffinées dans et autour d'un logement unifamilial pendant le passage d'un camion sur des joints dans un revêtement bétonné et sur une inégalité de contre-plaqué, sont employés pour la validation du modèle numérique de prévision. La réponse structurale prévue pendant le passage d'un camion à km/h de la vitesse v=50 est comparée aux résultats expérimentaux. L'accord entre les résultats numériques et expérimentaux est très bon pour le passage sur l'inégalité de contre-plaqué et satisfaisant pour le passage sur les joints entre les plats concrets. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399